一种基于电导法测量酸碱溶液浓度的宽量程酸碱浓度仪，其特征是：在现有酸碱浓度仪的结构基础上增加差动识别系统，该系统通过断续或连续对被测样品进行稀释，根据稀释前后电导率变化趋势，在电导率-浓度曲线非单值区间判定酸碱溶液实际浓度值，从而大幅度展宽酸碱浓度仪的量程。按照注入稀释液的方式不同分为断续式宽量程酸碱浓度仪和连续式宽量程酸碱浓度仪两种机型。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种基于电导法测量酸碱溶液浓度的宽量程酸碱浓度仪，其特征是：在现有酸碱浓度仪的结构基础上增加差动识别系统，该系统通过断续或连续对被测样品进行稀释，根据稀释前后电导率变化趋势，在电导率-浓度曲线非单值区间判定酸碱溶液实际浓度值，从而大幅度展宽酸碱浓度仪的量程。按照注入稀释液的方式不同分为断续式宽量程酸碱浓度仪和连续式宽量程酸碱浓度仪两种机型。【专利说明】宽量程酸碱浓度仪 所属
本专利技术涉及一种基于电导法测量酸碱溶液浓度的自动分析仪器，尤其是一种宽量程酸碱浓度仪。
技术介绍
现有酸碱浓度仪是由无电极式(感应式)电导率传感器、测量电路和显示器组成，根据测得的溶液电导率值查询与之对应的电导率-浓度曲线得到百分浓度值(％)，由显示器显示。常用酸碱溶液的电导率-浓度曲线具有明显的非线性，近似上凸抛物线形状，致使电导率-浓度之间呈非单值关系，亦即同一电导率对应两个相差甚大的浓度值(参见图1)。以H2SO4为例，当电导率为Cdl时，在曲线单调递增区间对应的浓度值为N1，而在单调递减区间对应的浓度值为N2，现有酸碱浓度仪无法识别被测溶液的实际浓度值是N1还是N2。因此，现有商品化酸碱浓度仪的测量范围只能分段限定在电导率-浓度曲线呈单调递增或单调递减的单值区间内，如测量H2SO4浓度的仪器量程通常为O?30%和40?80% ;测量HCl浓度的仪器量程通常为O?18%和22?36%;测量HNO3浓度仪器的量程通常为O?30%和36?96% ;测量NaOH浓度仪器的量程通常为O?15%，等等。若被测溶液的浓度值超出上述限定范围而位于电导率-浓度曲线的非单值区时，现有酸碱浓度仪则无法使用。然而，一些以酸碱溶液为原料或生产、回收酸碱溶液的工艺过程，则需要在更宽的浓度范围控制产品指标，现有酸碱浓度仪显然不能满足工程实践的需求。
技术实现思路
为了克服现有酸碱浓度仪量程过窄的不足，本专利技术提供一种宽量程酸碱浓度仪，测量范围无需分段限定在电导率-浓度曲线呈单调递增或单调递减区间，而是拓宽至被测溶液浓度变化的整个非单值区间。 本专利技术解决其技术问题所采取的方法是:在现有酸碱浓度仪的结构中嵌入本专利技术提供的差动识别系统，该系统通过对被测溶液样品稀释而使电导率发生变化，根据被测溶液稀释前后电导率的变化趋势，可在电导率-浓度曲线的非单值区间识别被测溶液的实际浓度值。按照稀释方式不同，根据本专利技术原理设计的宽量程酸碱浓度仪分为断续式和连续式两种工作模式。 断续式宽量程酸碱浓度仪沿用现有酸碱浓度仪采用一流动个测量池、一支电导率传感器及其测量电路和显示仪表的基本结构，嵌入由识别与控制电路和稀释液输送部件组成的‘差动识别系统’实现展宽量程的功能。其中稀释液输送部件是用来向测量池注入稀释液的泵或电控阀，由识别与控制电路操作，间歇地向测量池内注入稀释液，再根据稀释前后电导率的变化判定被测溶液的实际浓度值，最后由显示仪表显示。 连续式宽量程酸碱浓度仪也是沿用现有酸碱浓度仪采用一个流动测量池、一支电导率传感器及其测量电路和显示器的基本结构，另外嵌入差动识别系统实现展宽量程的功能，只是这种差动识别系统与上述不同，除了仍有识别与控制电路和稀释液输送部件外，还增加了辅助流动测量池、辅助电导率传感器及其测量电路三部分。两个流动测量池均连续通入被测溶液，辅助流动测量池中除连续通入被测溶液外，还由稀释液输送部件向其中连续通入稀释液，识别与控制电路根据两个流动测量池中被测溶液电导率的差值极性判定被测溶液的实际浓度值并由显示仪表显示。 断续式宽量程酸碱浓度仪因其结构简单，比现有酸碱浓度仪的结构只多了识别与控制电路和稀释液输送部件，所以造价低廉；虽属断续测量，但间隔仅为几分钟，适用于允许短时间间断测量的场合；连续式宽量程酸碱浓度仪造价虽高，但可实时测量流程中酸碱浓度变化态势。 本专利技术的有益效果是使常用酸碱溶液浓度的可测范围涵盖其浓度变化的整个区间，从而填补了现有酸碱溶液浓度测量技术及仪器性能的空白，为以酸碱溶液为原料或生产、回收酸碱溶液的工艺过程实现现代化质量控制提供必要的检测设备。 【专利附图】【附图说明】 图1是常用酸碱溶液的‘电导率-浓度’曲线。 图2是现有酸碱浓度仪的结构框图。 图3是本专利技术第一实施例断续式宽量程酸碱浓度仪的结构框图。 图4是本专利技术第二实施例连续式宽量程酸碱浓度仪的结构框图。 图5是本专利技术实施例所用带有稀释液注入管的流动测量池的结构示意图。 图6是本专利技术实施例所用不带有稀释液注入管的流动测量池的结构示意图。 图中1-流动测量池，Ia-辅助流动测量池，2-电导率传感器，2a_辅助电导率传感器，3-测量电路，3a-辅助测量电路，4-显示仪表，5-识别与控制电路，6-稀释液输送部件，7-流动测量池本体，8-流动测量池上盖，9-被测溶液流出管，10-电导率传感器安装孔，11-稀释液注入管，12-被测溶液流入管；A (虚线框内)-现有酸碱浓度仪结构框图，B (点划线框内)_断续式宽量程酸碱浓度仪的差动识别系统框图，C(双点划线框内)_连续式宽量程酸碱浓度仪的差动识别系统框图。 具体实施说明 图3所示为本专利技术的第一实施例，即断续式宽量程酸碱浓度仪整机结构框图，在现有酸碱浓度仪的结构A的基础上附加差动识别系统B (由点划线框内识别与控制电路(5)和稀释液输送部件(6)组成)，工作过程:被测溶液流入流动测量池(I)内，由电导率传感器⑵检测并经测量电路(3)放大与信号处理后的电导率值Cdl送至识别与控制电路(5)中存储；识别与控制电路(5)接通稀释液输送部件￠)，向流动测量池(I)内注入稀释液，稀释后的被测溶液的电导率值Cd2仍由电导率传感器⑵检测和测量电路(3)放大与信号处理后，也送至识别与控制电路(5)，识别与控制电路(5)对稀释前电导率值Cdl和稀释后电导率值Cd2的大小进行逻辑判断，如Cd2大于Cdl，则被测溶液的实际浓度值位于电导率-浓度曲线的单调递减区间(曲线峰值右侧)，取值N2 ;反之，若Cd2小于Cdl，则被测溶液的实际浓度值位于电导率-浓度曲线的单调递增区间(曲线峰值左侧)，取值N1 (参见图1)。由此确立识别与控制电路(5)的判据:Γ Cd2 > Cdl, N2 I ]卜 [Cd2 < Cdi，Ni J 图4所示为本专利技术的第二实施例，即连续式宽量程酸碱浓度仪的结构框图，在现有酸碱浓度仪的结构A的基础上附加差动识别系统C(由双点划线框内的辅助流动测量池(la)、辅助电导率传感器(2a)、辅助测量电路(3a)、识别与控制电路(5)和稀释液输送部件 (6)组成)，工作过程:向流动测量池(1)和辅助流动测量池(la)同时连续注入被测溶液，稀释液输送部件出)向辅助流动测量池(la)连续注入稀释液；在流动测量池(1)中的被测溶液由安装于其内的电导率传感器(2)测量，并经测量电路(3)放大和处理后的电导率测量值Cdl送至识别与控制电路(5);辅助流动测量池(la)中被稀释的溶液由安装于其内的辅助电导率传感器(2a)测量，并经辅助测量电路(3a)放大和处理后的电导率测量值Cd2送至识别与控制电路(5);识别与控制电路(5)对未经稀释的被测溶液电导率Cdl和稀释后的被测溶液本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于电导法测量酸碱溶液浓度的宽量程酸碱浓度仪，其特征是：在现有酸碱浓度仪的结构中嵌入差动识别系统，该系统的作用在于断续或连续对被测溶液样品进行稀释，通过对稀释前后被测溶液电导率变化趋势来判定被测溶液浓度的实际值；断续式宽量程酸碱浓度仪的差动识别系统由识别与控制电路(5)和稀释液输送部件(6)组成；连续式宽量程酸碱浓度仪的差动识别系统由辅助流动测量池(1a)、辅助电导率传感器(2a)、辅助测量电路(3a)、识别与控制电路(5)和稀释液输送部件(6)组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吕武轩，
申请(专利权)人：吕武轩，
类型：发明
国别省市：北京;11
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